防脫落封閉型袋式除塵器的研制

李瑞友　余翔　蔣超　孟桂峰　方偉亮　江建慧　黃立建

國家對大氣質(zhì)量控制要求越來越嚴(yán)，有關(guān)環(huán)保的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求不斷提高，2013年12月底發(fā)布的《水泥行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)顆粒物排放限值為30mg/m3，電除塵器在滿足這些要求方面日顯不足，不能使所有粉塵都能達(dá)到很高的凈化效率，且受氣體溫濕度操作條件影響較大，同樣的一種粉塵在不同溫度、濕度下操作，所得到的效果不同，無法適應(yīng)各種工況的煙氣除塵，保證不了煙塵達(dá)標(biāo)排放。

袋式除塵器以其除塵效率高、能滿足嚴(yán)格的環(huán)保要求，適應(yīng)能力強(qiáng)，運行穩(wěn)定，且管理簡單、維修方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工、建材、糧食及其它工業(yè)部門。

一、國內(nèi)袋式除塵器的研究現(xiàn)狀

目前在我國袋式除塵器的應(yīng)用數(shù)量約占各類除塵器總量的60%～70%，這主要得益于濾料的發(fā)展、清灰技術(shù)的進(jìn)步以及運行控制的逐步現(xiàn)代化。袋式除塵器按濾袋形式可分為圓袋與扁袋，目前使用最多的為圓袋。袋式除塵器按清灰方式可分為機(jī)械振動、氣流反吹和脈沖噴吹。脈沖噴吹又可分為管式脈沖和氣箱脈沖；依脈沖閥使用壓縮空氣的壓力大小，可分為高壓脈沖和低壓脈沖。目前，中小型袋式除塵器較多使用氣箱脈沖；大型袋式除塵器較多使用低壓脈沖。小型倉頂收塵尚有使用機(jī)械振動的實例。對于袋式除塵器的運行控制，中小型設(shè)備多采用脈沖控制儀進(jìn)行定時控制清灰；大型設(shè)備多使用電腦控制儀定時程序控制或定壓程序控制。

二、現(xiàn)有的袋式除塵器存在的主要問題

公司項目組通過現(xiàn)場調(diào)研與討論擬采用理論分析及CFD模擬的方法進(jìn)行分析，現(xiàn)有的袋式除塵器出現(xiàn)的主要問題有：

（一）現(xiàn)有的布袋除塵器，通常采用上下垂直的直通式提升閥結(jié)構(gòu)，氣流流動阻力較大，因而引風(fēng)機(jī)的電耗也大大增加。

（二）現(xiàn)有布袋除塵器箱體的門框與門蓋之間密封所使用的常見密封方法是使用方形橡膠密封條粘在門蓋之上及n型密封條嵌入門框之上。但方形橡膠密封條容易脫落，方形橡膠密封條及n型密封條在除塵器高負(fù)壓運行下，有時門蓋鎖緊裝置松動，存在少量漏風(fēng)，密封效果差。

（三）現(xiàn)有布袋除塵器的雙層密封旁通閥，閥體內(nèi)腔設(shè)有中間開孔的上隔板和下隔板，汽缸連接上連桿，上連桿上連接一個上閥板，上閥板與上隔板配合密封，上連桿連接下連桿并穿過上隔板中間的開孔，下連桿上連接下閥板，下閥板與下隔板配合密封，旁通閥閉合時雙層密封閥板之間形成密封室，但由于下閥板與下隔板配合密封容易導(dǎo)致漏風(fēng)，這樣造成排放濃度超標(biāo)達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)。

（四）由于現(xiàn)有氣箱脈沖除塵器在中箱體的下方開口處不設(shè)置閥門，清灰時，先關(guān)閉提升閥再由脈沖電磁閥噴吹清灰，造成中箱體不完全密閉，致使清灰不徹底。

三、防脫落封閉型袋式除塵器的設(shè)計研究

項目組采用三維模擬仿真，并結(jié)合工業(yè)設(shè)計的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究，研究設(shè)計一種防脫落封閉型袋式除塵器。其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計如下：

（一）設(shè)計一種布袋除塵器的進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有的布袋除塵器，通常采用上下垂直的直通式提升閥結(jié)構(gòu)，氣流流動阻力較大，因而引風(fēng)機(jī)的電耗也大大增加。本結(jié)構(gòu)設(shè)計一種布袋除塵器的進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，是在凈氣室與濾室之間設(shè)有由凈氣室上側(cè)邊緣向下側(cè)濾室傾斜的空氣通道口，同時將提升閥的提升形式由上下垂直提升改為側(cè)提式，改變氣流進(jìn)風(fēng)形式，減少阻力大概150Pa，有效減少了提升閥處氣流流動阻力大的技術(shù)問題，降低引風(fēng)機(jī)的電耗。

（二）設(shè)計一種防脫落除塵器箱體門框密封結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有布袋除塵器箱體的門框與門蓋之間密封所使用的常見密封方法是使用方形橡膠密封條粘在門蓋之上及n型密封條嵌入門框之上。但方形橡膠密封條容易脫落，方形橡膠密封條及n型密封條在除塵器高負(fù)壓運行下，有時門蓋鎖緊裝置松動，存在少量漏風(fēng)，密封效果差。

本防脫落除塵器箱體門框密封結(jié)構(gòu)中所用的密封條，不是簡單地將密封條與門框嵌合，而是在門蓋鎖緊裝置鎖緊的情況下，吸附槽形成類似吸盤的結(jié)構(gòu)與門蓋吸附牢固，在除塵器高負(fù)壓運行下，采用這樣的密封結(jié)構(gòu)就不存在密封條脫落問題及吸入大氣問題，保證了除塵器箱體門框的良好密封，不存在密封條脫落問題。

（三）設(shè)計一種電廠布袋除塵器用雙層旁通閥

現(xiàn)有布袋除塵器的雙層密封旁通閥，閥體內(nèi)腔設(shè)有中間開孔的上隔板和下隔板，汽缸連接上連桿，上連桿上連接一個上閥板，上閥板與上隔板配合密封，上連桿連接下連桿并穿過上隔板中間的開孔，下連桿上連接下閥板，下閥板與下隔板配合密封，旁通閥閉合時雙層密封閥板之間形成密封室，但由于下閥板與下隔板配合密封容易導(dǎo)致漏風(fēng)，這樣造成排放濃度超標(biāo)達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)。本項目研發(fā)設(shè)計一種電廠布袋除塵器用雙層旁通閥，在兩層密封板之間設(shè)置有彈簧，依靠彈簧的伸縮性，能使下層密封板與下密封腔口部配合密封的效果更好，最終提高了旁通閥的密封效果，保證了密封性。

（四）優(yōu)化設(shè)計一種除塵器箱體改進(jìn)結(jié)構(gòu)

由于現(xiàn)有除塵器在中箱體的下方開口處不設(shè)置閥門，清灰時，先關(guān)閉提升閥再由脈沖電磁閥噴吹清灰，造成中箱體不完全密閉，致使清灰不徹底。本結(jié)構(gòu)所要解決的技術(shù)問題就是提供一種除塵器箱體改進(jìn)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在提升閥連接桿加長并在提升閥連接桿的底端設(shè)置下層閥板，因此，清灰時，先關(guān)閉提升閥，上層閥板和下層閥板隨提升閥連接桿聯(lián)動，上層閥板將中箱體上方開口關(guān)閉，下層閥板將中箱體下方開口關(guān)閉，然后脈沖電磁閥噴吹清灰，上、下層閥板聯(lián)動，中箱體內(nèi)過濾室完全密閉，避免清灰不徹底。

四、結(jié)束語

公司項目組研發(fā)了一種防脫落密封型袋式除塵器，有效解決濾袋破損嚴(yán)重、清灰頻繁、阻力過大、容易脫落、密封性差等的技術(shù)難題，保障粉塵排放達(dá)到環(huán)保要求，減少粉塵對大氣的污染，具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。項目產(chǎn)品的研發(fā)成功，滿足了市場的需求，對提升我國防脫落密封型袋式除塵器的研制及產(chǎn)業(yè)化水平具有重要意義，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，產(chǎn)品經(jīng)多家用戶應(yīng)用論證，反映良好，市場前景廣闊。